mercredi 20 décembre 2017

Thème 1 (Chapitre 2) : L'Univers, la Terre et la vie

Chapitre 2 : La nature du vivant : chimie et structures organique.

1- Les atomes et les molécules du vivants



Les êtres vivants sont constitués d’éléments chimiques (atomes) disponibles sur le globe terrestre. Leurs proportions sont différentes dans le monde inerte (minéral) : O, Si, Fe, Mg,... et dans le monde vivant (organique) : C,H,O, N, P ,S.
    Ces éléments chimiques se répartissent dans les diverses molécules constitutives des êtres vivants, les molécules organiques :
- les lipides (huiles),
- les protides (protéines des muscles),
- les glucides simples (glucose) ou complexes (amidon),
- et les acides nucléiques (ADN).





Bilan : Les êtres vivants possèdent tous de la matière organique carbonée et de l’eau liquide. Cette unité chimique traduit une origine commune de la vie sur Terre.

2- La molécule du vivant : L'ADN

Rappel : L'ADN (acide désoxyribonucléique) est un acide nucléique contenu dans le noyau. Il est le constituant des chromosomes.

a- La structure moléculaire de l'ADN

Molécules d'ADN (selon les atomes et selon les nucléotides)

L'ADN est composé de longues séquences de 4 types de nucléotides :  1 groupement phosphate + 1 sucre + 1 des 4 bases azotées (Cytosine (C), Guanine (G), Thymine (T) et Adénine (A)). La molécule d'ADN est constituée de deux chaînes complémentaires de nucléotides, enroulées en "double-hélice" (Watson et Crick, 1953), et associées par des liaisons "hydrogène" faibles au niveau des bases azotées ( A—T, ou G—C).

b- L'universalité et la variabilité de l'information génétique


La transgénèse montre que l’information génétique est contenue dans la molécule d’ADN et qu’elle y est inscrite dans un langage universel : les séquences de nucléotides.
La variation génétique (les allèles correspondent à des variations d'un même gène) repose sur la variabilité de la molécule d’ADN. Cette variabilité provient des mutations spontanées, c'est à dire des modifications survenues au hasard dans la séquence de nucléotides de l'ADN.
Des mutations peuvent aussi avoir lieu sous l'action l'élément mutagène : radiations (UV), substances chimiques.
L’universalité du rôle de l’ADN est un indice de la parenté des êtres vivants.


BILAN :


3- Une structure vivante : la cellule 

a - Unité, diversité et parenté des cellules

voir TP cellule 
La cellule est un espace limité par une membrane plasmique. Cette espace est rempli par le cytoplasme.
Chez les bactéries, l'information génétique (ADN) n'est pas protégée par un noyau : elles ont une structure "procaryote".
Les cellules qui possèdent un noyau sont les eucaryotes. Elles possèdent des organites dont certains ne sont visibles qu'au microscope électronique (MEB ou MET) :
- le noyau et les mitochondries sont communs aux cellules végétales et aux cellules animales,
- les chloroplastes sont propres aux cellules végétales. Ces cellules possèdent une paroi végétale pecto-cellulosique.

La membrane, le cytoplasme et la présence d'ADN forment une unité structurale commune à tous les cellules. Cette unité est un indice de leur parenté phylogénétique.

b- Le métabolisme des cellules

Rappel : " Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme." Lavoisier, 1789.
Une transformation chimique est définie par des réactifs (R) qui se transforment en produits (P) en absorbant ou libérant de l'énergie :
    R1 + R2 + ..... ——>         P1 + P2 + .....
  +/- énergie

De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule (cytoplasme ou organites) : elles constituent le métabolisme.
Dispositif expérimental ExAO

Résultats des expériences


Le métabolisme cellulaire est contrôlé par les conditions du milieu (nutriments disponibles, condition aérobie ou anaérobie, température) et par le patrimoine génétique (diversité des allèles dans une même espèce).


Bilan : La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l'énergie avec son environnement.